對(duì)接焊縫余高對(duì)超聲波檢測(cè)的影響

■紀(jì)平平，何 洋，卞湘暉 ■鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心，江蘇 鎮(zhèn)江 212100

焊縫余高干擾波在超聲波檢測(cè)中是比較常見的干擾信號(hào)，特別是在雙面自動(dòng)焊焊縫和表面經(jīng)過(guò)修磨處理過(guò)的手工焊焊縫中更為常見。超聲波檢測(cè)中余高干擾波出現(xiàn)在示波屏上直射波之后的一次反射波區(qū)域內(nèi)，與缺陷的一次發(fā)射波回波非常相似，如果不能正確識(shí)別，會(huì)造成誤檢或漏檢。另外現(xiàn)在超聲波檢測(cè)設(shè)備都是智能型的，缺欠回波的深度、距離、聲程計(jì)算完全靠輸入的參數(shù)為基準(zhǔn)，尤其是鋼板厚度設(shè)定對(duì)缺欠深度的計(jì)算有很大影響，下面主要討論焊縫余高對(duì)超聲波檢測(cè)的影響及判斷方法。

1 超聲波檢測(cè)前準(zhǔn)備工作

對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波檢測(cè)前，須先了解焊接工藝，包括坡口型式、焊接方法等，再對(duì)焊縫進(jìn)行外觀檢查，合格后方能進(jìn)行超聲波檢測(cè)，本文章所講焊縫余高是在規(guī)范允許范圍內(nèi)所述，焊縫余高檢測(cè)按照GB50205-2001 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范表A.0.2 規(guī)定。不符合要求的必須對(duì)焊縫進(jìn)行打磨到位，另外對(duì)母材與焊縫熔合線附近須打磨出過(guò)渡弧和焊縫表面應(yīng)光滑。

2 確定超聲波檢測(cè)技術(shù)和方案

擬鋼板厚度為20mm 的對(duì)接焊縫，采用K2.5 或者K2.0 探頭，針對(duì)這種焊縫應(yīng)優(yōu)先選用短前沿探頭，檢測(cè)等級(jí)至少B 級(jí)，條件允許時(shí)盡量雙面雙側(cè)，保證用直射波掃查焊縫全部截面，期間還應(yīng)更換其他角度探頭掃查，最大程度上減少干擾波的出現(xiàn)。實(shí)際工作中往往這些措施不能做到對(duì)干擾波的杜絕，這時(shí)候需要檢測(cè)人員有足夠的經(jīng)驗(yàn)排除這些干擾波。據(jù)超聲檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)分析，該類反射波具有一定的規(guī)律性，掌握必要的技巧可以快速的判斷出干擾波。

3 干擾波的判斷及分析方法

(1)綜上所述，干擾波一般在焊縫表面反射和母材與焊縫熔合線附近反射，且回波顯示在示波屏一次反射波區(qū)間。首先看第一種情況，見圖一，鋼構(gòu)件加工過(guò)程中焊縫表面打磨不到位或者未進(jìn)行打磨有可能會(huì)產(chǎn)生此類干擾波，按圖1 所示聲波分別以方向1 和2 反射，聲波以方向2 反射過(guò)程中無(wú)缺欠時(shí)，示波屏不會(huì)有回波，相反聲波遇到焊縫表面反射點(diǎn)時(shí)，反射方向1 的回波顯示在示波屏上，往往會(huì)與缺欠反射波混淆，影響結(jié)果的判斷。

此時(shí)檢測(cè)人員應(yīng)對(duì)照反射波參數(shù)，并用直尺測(cè)量反射點(diǎn)在焊縫的部位，根據(jù)三角函數(shù)公式算出聲波在鋼板中一次反射波的底部反射點(diǎn)位置，若反射點(diǎn)在母材表面則可以判定是缺欠，反之若在焊縫范圍內(nèi)，可以用手指蘸點(diǎn)耦合劑在焊縫底部輕輕拍打，看示波屏回波有無(wú)波動(dòng)，若上下波動(dòng)幅度較大說(shuō)明有可能是焊縫表面反射，此時(shí)將儀器的板厚設(shè)定為兩倍或者更大，看回波深度是否為鋼板厚度與余高的和，若結(jié)果相吻合則干擾波的可能性比較大，條件允許時(shí)用磨光機(jī)在此處打磨后再?gòu)?fù)核判斷。相反若拍打時(shí)示波屏回波無(wú)波動(dòng)則說(shuō)明是焊縫內(nèi)部缺欠反射。

(2)第二種情況見圖2，反射點(diǎn)經(jīng)反射方向1 由探頭接收并在一次反射波區(qū)間顯示，對(duì)照反射波參數(shù)，用第一種情況相同的方法判斷。同時(shí)還需要計(jì)算輔助判斷，一般這種反射波的深度為板厚減去兩倍的焊縫余高，與儀器反射波顯示參數(shù)相比較綜合考慮。

圖1

圖2

(3)以上是一種比較快速粗略的判斷方法，在打磨驗(yàn)證之后大批量構(gòu)件檢測(cè)時(shí)，遇到這種反射波時(shí)直接排除，大大提高了工作效率，但是遇到檢測(cè)條件簡(jiǎn)陋時(shí)，這種方法有一定的局限性，往往也會(huì)造成漏判，所以為保險(xiǎn)起見檢測(cè)人員還要通過(guò)更換探頭角度和檢測(cè)面綜合判斷，保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

4 余高的存在影響缺欠的準(zhǔn)確定位

在用一次反射波法檢測(cè)時(shí)，一般發(fā)現(xiàn)缺欠回波后應(yīng)根據(jù)示波屏上缺欠回波的位置來(lái)確定缺欠在實(shí)際焊縫中的位置。缺欠定位方法分聲程定位法、水平定位法和深度定位法三種，下面以聲程定位法來(lái)說(shuō)明余高對(duì)一次反射波檢測(cè)缺欠定位的影響。

當(dāng)儀器按聲程定位法1∶1 調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)，用一次反射波探傷發(fā)現(xiàn)缺陷后，計(jì)算公式如下

圖3

式中:Lf——缺陷至探頭的水平距離

xf——缺陷的聲程

df——缺陷至探測(cè)面的深度

T——工件厚度

當(dāng)考慮余高對(duì)一次反射波檢測(cè)缺欠定位的影響時(shí)，計(jì)算公式為:

式中:c——焊縫余高

推導(dǎo)過(guò)程如下:

式中:xf1，xf2——直射波，反射波聲程

由式(1)和(2)可知

即儀器所計(jì)算出的缺欠深度是錯(cuò)誤的，這時(shí)需要檢測(cè)人員重新計(jì)算缺欠參數(shù)，準(zhǔn)確找到缺欠在焊縫中的位置，以便于加工廠返修。

5 結(jié)束語(yǔ)

以上討論使我們認(rèn)識(shí)到焊縫余高的存在對(duì)超聲波檢測(cè)有很大影響，掌握區(qū)分干擾波的方法，會(huì)計(jì)算缺欠在焊縫中的位置，提高缺欠定位的準(zhǔn)確性是檢測(cè)員必要掌握的基本技能，這樣可以減少誤判造成的時(shí)間浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，提高工作效率。

［1］GB/T 11345-2013 焊縫無(wú)損檢測(cè)、超聲檢測(cè)、技術(shù)檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定［S］.中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，2014-06-01.

［2］馬小峰.焊縫余高對(duì)超聲波探傷的影響［J］，青海電力，2009，28(3):20-21.